行为型设计模式07-命令模式

news2025/2/12 13:02:22

🧑‍💻作者：猫十二懿

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命令模式

1、命令模式介绍

命令模式（Command），将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可 撤销的操作。

1.1 命令模式基本实现

命令模式（Command Pattern）结构图

image-20230520145520053

在命令模式中，介绍上图中核心角色：

  1. 命令（Command）：该角色定义了执行操作的接口，通常包含一个执行方法（execute）。
  2. 具体命令（ConcreteCommand）：该角色实现了命令接口，持有对一个接收者对象的引用，并将请求转发给接收者执行具体的操作。
  3. 接收者（Receiver）：该角色负责具体执行命令所指定的操作。
  4. 调用者（Invoker）：该角色负责调用命令对象执行请求。
  5. 客户端（Client）：该角色创建具体的命令对象，并设置命令的接收者。

通过命令模式，客户端与调用者之间的耦合可以被解耦，客户端只需创建具体的命令对象并将其传递给调用者，而不需要了解具体的接收者和操作细节。这样可以实现请求的发送者和接收者之间的解耦，并且支持对请求进行排队、记录日志、撤销和重做等操作。

Command类，用来声明执行操作的接口。

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 14:58
 * 抽象命令类
 */
public  abstract class Command {
    protected Receiver receiver;

    public Command(Receiver receiver) {
        this.receiver = receiver;
    }

    /**
     * 执行命令
     */
    public abstract void excuteCommand();
}

ConcreteCommand类，将一个接收者对象绑定于一个动作，调用接收者相应的操作，以实现executeCommand。

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:01
 * 具体执行命令
 */
public class ConcreteCommand extends Command{

    public ConcreteCommand(Receiver receiver) {
        super(receiver);
    }

    @Override
    public void excuteCommand() {
        receiver.action();
    }
}

Invoker类，要求该命令执行这个请求。

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:02
 */
public class Invoker {
    private Command command;

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }
    public void excuteCommand(){
        command.excuteCommand();
    }
}

Receiver类，知道如何实施与执行一个与请求相关的操作，任何类都可 能作为一个接收者。

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:00
 */
public class Receiver {
    public void action(){
        System.out.println("执行请求！！");
    }
}

客户端代码，创建一个具体命令对象并设定它的接收者。

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:03
 */
public class ComClient {
    public static void main(String[] args) {

        Receiver receiver = new Receiver(); // 将具体怎么执行请求封装
        ConcreteCommand command = new ConcreteCommand(receiver); 
        Invoker invoker = new Invoker();  // 将调用命令执行请求
        invoker.setCommand(command);
        invoker.excuteCommand();
    }
}

2、具体例子说明

摆摊烧烤 VS 开店烧烤：

摆摊烧烤：就一个人进行烧烤，客户一多，就很难记清楚谁点了什么烧烤，要什么程度的烧烤（不辣、微辣等），而且这里需要知道谁是烧烤者

开店烧烤：有服务员记录了你点的烧烤，同时是服务员通知后厨去进行烧烤，客户根本就不知道谁烧的，还有等你觉得点了太多的烧烤，还可以叫服务员撤销一些，不够吃再点同样可以的。这样就避免了混乱的情况发生。服务员做记录在程序里面就是日志信息

2.1 摆摊烧烤例子 - 不使用命令模式

//烤肉串者
class Barbecuer{
    //烤羊肉
    public void bakeMutton(){
        System.out.println("烤羊肉串！");
    }
    //烤鸡翅
    public void bakeChickenWing(){
        System.out.println("烤鸡翅！");
    }
}

客户端代码：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Barbecuer boy = new Barbecuer();

        boy.bakeMutton();
        boy.bakeMutton();
        boy.bakeMutton();
        boy.bakeChickenWing();
        boy.bakeMutton();
        boy.bakeMutton();
        boy.bakeChickenWing();
    }
}

存在问题：用户多了，请求就多，就容易混乱。使用命令模式进行改进，也就是进步到开店烧烤的程度了

2.2 开店烧烤 - 使用命令模式

看看代码结构图：

image-20230520151909152

烧烤类：

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:20
 * 烧烤者
 */
public class Barbecuer {
    public void bakeMutton(){
        System.out.println("烤羊肉串!");
    }
    public void bakeChickenWing(){
        System.out.println("考鸡翅!");
    }
}

抽象命令类：

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:21
 * 抽象命令类
 */
public abstract class Command {
    public Barbecuer barbecuer;

    public Command(Barbecuer barbecuer) {
        this.barbecuer = barbecuer;
    }
    /**
     *执行命令
     */
    public abstract void excuteCommand();
}

具体命令类（烤什么东西）：

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:22
 * 烤羊肉命令类
 */
public class BakeMuttonCommand extends Command {
    public BakeMuttonCommand(Barbecuer barbecuer) {
        super(barbecuer);
    }

    @Override
    public void excuteCommand() {
        barbecuer.bakeMutton();
    }
}

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:22
 * 烤鸡翅命令类
 */
public class BakeChickenWingCommand extends Command {
    public BakeChickenWingCommand(Barbecuer barbecuer) {
        super(barbecuer);
    }

    @Override
    public void excuteCommand() {
        barbecuer.bakeChickenWing();
    }
}

服务员：

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:24
 * 服务员
 */
public class Waiter {
    private Command command;

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

    /**
     * 通知后厨进行烧烤
     */
    public void notifyCommand(){
        command.excuteCommand();
    }
}

客户端：

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:25
 */
public class BarBecuerClient {
    public static void main(String[] args) {
        //开店前工作
        Barbecuer barbecuer = new Barbecuer(); // 后厨厨师
        BakeMuttonCommand muttonCommand = new BakeMuttonCommand(barbecuer); // 厨师进行烤羊肉串
        BakeChickenWingCommand chickenWingCommand = new BakeChickenWingCommand(barbecuer); // 厨师烤鸡翅
        Waiter waiter = new Waiter(); // 服务员

        // 开门营业
        waiter.setCommand(muttonCommand); // 下单烤羊肉串
        waiter.notifyCommand(); // 通知厨师烤羊肉串
        waiter.setCommand(chickenWingCommand); // 下单烤鸡翅
        waiter.notifyCommand(); // 通知厨师烤鸡翅
    }
}

结果：

烤羊肉串!
考鸡翅!

但是你有没有发现问题呀，客户每次下单完成一个服务员就要立马去通知厨师，这样子你的服务员很快就会走了，没人愿意来帮你这样干（累死累活挣几个钱）

存在以下几个问题：

  1. 第一，真实的情况其实并不是用户点一个菜，服务员就通知 厨房去做一个，那样不科学，应该是点完烧烤后，服务员一次通知制作；
  2. 第 二，如果此时鸡翅没了，不应该是客户来判断是否还有，客户哪知道有没有呀，应该是服务员或烤肉串者来否决这个请求；
  3. 第三，客户到底点了哪些烧烤或饮料，这是需要记录日志的，以备收费，也包括后期的统计；
  4. 第四，客 户完全有可能因为点的肉串太多而考虑取消一些还没有制作的肉串。这些问题都需要得到解决。

解决办法：

重构 一 下服务员 Waiter 类 ， 尝试改一下 。 将 private Command command；改成一个ArrayList，就能解决了

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:24
 * 服务员
 */
public class Waiter {
    /**
     * 增加存放具体命令的容器
     */
    private ArrayList<Command> orders = new ArrayList<Command>();

    /**
     * 下单
     *
     * @param commands
     */
    public void setOrders(Command commands) {
        String name = commands.getClass().getSimpleName();

        if (name.equals("BakeChickenWingCommand")) {
            System.out.println("服务员：鸡翅没有了，请点别的烧烤");
        } else {
            this.orders.add(commands);
            System.out.println("增加订单：" + name + " 时间：" + getNowTime());
        }
    }

    //取消订单
    public void cancelOrder(Command command) {
        String className = command.getClass().getSimpleName();
        // 可以取消部门订单
        orders.remove(command);
        System.out.println("取消订单：" + className + " 时间：" + getNowTime());
    }

    //通知执行
    public void notifyCommand() {
        // 根据用户点的烧烤订单通知后厨制作
        for (Command command : orders) {
            command.excuteCommand();
        }
    }

    private String getNowTime() {
        SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
        return formatter.format(new Date()).toString();
    }
}

/**
 * @author Shier
 * CreateTime 2023/5/20 15:25
 */
public class BarBecuerClient {
    public static void main(String[] args) {
        //开店前工作
        Barbecuer barbecuer = new Barbecuer(); // 后厨厨师
        BakeMuttonCommand muttonCommand = new BakeMuttonCommand(barbecuer); // 厨师进行烤羊肉串
        BakeChickenWingCommand chickenWingCommand = new BakeChickenWingCommand(barbecuer); // 厨师烤鸡翅
        Waiter waiter = new Waiter(); // 服务员

        System.out.println("开门营业");
        waiter.setOrders(muttonCommand); // 下单烤羊肉串
        waiter.setOrders(muttonCommand); // 下单烤羊肉串
        waiter.setOrders(muttonCommand); // 下单烤羊肉串
        waiter.setOrders(muttonCommand); // 下单烤羊肉串
        waiter.setOrders(muttonCommand); // 下单烤羊肉串
        waiter.cancelOrder(muttonCommand); // 取消一穿羊肉串

        waiter.setOrders(chickenWingCommand); // 下单烤鸡翅
        System.out.println("点菜完成，通知后厨烧菜");
        waiter.notifyCommand(); // 通知厨师
    }
}

输出结果：

结果

这样就是比较符合常理的烧烤点菜，说着也饿了，下面再来总结一个命令模式

3、命令模式总结

  • 命令模式的作用
    1. 它能较容易地设计一个命令队列。
    2. 在需要的情况下，可以较容易地将命令记入日志。
    3. 允许接收请求的一方决定是否要否决请求。
    4. 可以容易地实现对请求的撤销和重做
    5. 由于加进新的具体命令类不影响其他的类，因此增加新的具体命令类很容易

命令模式把请求一个操作的对象与知道怎么执行一个 操作的对象分割开

一切都要根据实际的业务情况来开发，不要过度开发，在敏捷开发原则中：

不要为代码添加基于猜测的、实际不需要的功能。如果不清楚一个系统是否需要命令模式，一般就不要着急去实现它，事实上，在需要的时候通过重构实现这个模式并不困 难，只有在真正需要如撤销／恢复操作等功能时，把原来的代码重构为命令模式才有意义。

  • 命令模式的优点：

    • 解耦合：将请求的发送者和接收者解耦，使得发送者不需要知道具体的接收者对象，从而减少了两者之间的依赖。
    • 扩展性：可以很容易地新增和组合命令对象，而不需要修改现有的代码，实现了开闭原则。
    • 支持撤销和重做：由于命令对象封装了操作，可以轻松地实现撤销和重做功能。
    • 支持队列和日志：命令对象可以被放入队列中，支持延迟执行和排队执行；同时也可以用于记录操作日志和恢复状态。

  • 命令模式的缺点：

    • 增加了类和对象的数量，引入了额外的复杂性。
    • 可能导致系统中的命令类过多，需要合理地管理和设计命令类的数量和关系。

  • 命令模式适用于以下场景：

    • 需要将请求发送者和请求接收者解耦的场景。
    • 需要支持请求的队列、撤销、重做等操作的场景。
      般就不要着急去实现它，事实上，在需要的时候通过重构实现这个模式并不困 难，只有在真正需要如撤销／恢复操作等功能时，把原来的代码重构为命令模式才有意义。

  • 命令模式的优点：

    • 解耦合：将请求的发送者和接收者解耦，使得发送者不需要知道具体的接收者对象，从而减少了两者之间的依赖。
    • 扩展性：可以很容易地新增和组合命令对象，而不需要修改现有的代码，实现了开闭原则。
    • 支持撤销和重做：由于命令对象封装了操作，可以轻松地实现撤销和重做功能。
    • 支持队列和日志：命令对象可以被放入队列中，支持延迟执行和排队执行；同时也可以用于记录操作日志和恢复状态。

  • 命令模式的缺点：

    • 增加了类和对象的数量，引入了额外的复杂性。
    • 可能导致系统中的命令类过多，需要合理地管理和设计命令类的数量和关系。

  • 命令模式适用于以下场景：

    • 需要将请求发送者和请求接收者解耦的场景。
    • 需要支持请求的队列、撤销、重做等操作的场景。
    • 需要支持日志记录、事务管理等功能的场景。

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